Принцип работы и устройство трансформатора

Немного истории

Благодаря английскому физику Майклу Фарадею в 1831 году человечество познакомилось с электромагнитной индукцией. Великому учёному не суждено было стать изобретателем трансформатора, поскольку в его опытах фигурировал постоянный ток. Прообразом устройства можно считать необычную индукционную катушку француза Г. Румкорфа, которая была представлена учёному миру в 1848-м.

В 1876 году русский электротехник П. Н. Яблочков запатентовал трансформатор переменного тока с разомкнутым сердечником. Современному виду устройство обязано англичанам братьям Гопкинсон, а также румынами К. Циперановскому и О. Блати. С их помощью конструкция приобрела замкнутый магнитопровод и сохранила схему до наших дней.

виды-магнитопроводовВиды магнитопроводов

Рабочее определение КТП

КТП (комплектная трансформаторная подстанция) — это установка, которая принимает, производит преобразование в сторону уменьшения или повышения напряжения и его распределяет. Производственные характеристики трансформаторных подстанций зависят от их локального места в общей сетевой энергосистеме. 

На рис. 1 показаны простейшие экономичные схемы управления тиристорами. Наиболее простой метод включения тиристора представлен на рис. 1, а, где в качестве необходимого для включения управляющего тока используется часть тока, проходящего через тиристор. В разомкнутом состоянии контакта К тиристор не может открыться, так как на управляющий электрод не подается положительный потенциал. 

При замыкании контакта К в положительный полупериод анодного напряжения через резисторы R1 и R2 и диод Д протекает ток управления. Сила этого тока зависит от мгновенного значения анодного напряжения, которое увеличивается от нуля до максимального значения. Ток управления достигнет необходимого для включения тиристора значения при определенном угле а. Если уменьшить сопротивление реостата R2, угол управления а станет меньше, так как ток управления достигнет необходимого значения при меньшем анодном напряжении. 

При полностью введенном реостате R угол управления а достигнет максимального значения, которое не может превысить 90°, так как максимальное анодное напряжение обеспечивает максимальный ток управления. Приведенная схема может работать на постоянном токе. 

Тиристор может открыться при подаче на анод положительного полюса напряжения. Реостатом R2 устанавливается ток управления необходимой силы. Однако для закрывания тиристора необходимо шунтировать перемычкой или прервать цепь анодного тока.

Чтобы провести сложные анализы газовых смесей с разделением их на отдельные компоненты, используется такой прибор, как хроматограф. В процессе исследования с помощью детектора, изменяющего отдельные физические параметры веществ, определяется их количество. Если аппарат не смог произвести разделение пробы на простые компоненты, то вещество считается однородным. Они широко применяются при исследовании самых разных профилей: от медицинских препаратов до добывающей промышленности.

Принцип работы

Работает устройство просто. Электрический ток попадает в ферримагнитный сердечник. Там он создает напряжение, которое попадает в каждый виток обмотки. Начальная обмотка соединяется с центральной сетью, а вторичная — с электродным держателем. Вторая и производит сварку. Контур теряет уровень сопротивления, а электромагнитная связь увеличивается.

Принцип работы очень прост

Баланс распределения тока по контурам осуществляет регулятор.

Конструкция

Хроматограф газовый состоит из нескольких узлов, выполняющих конкретную функцию. В конструкцию прибора входят:

  • баллон, для содержания в нем под давлением сжатого или сжиженного газа (элюенты);
  • регулирующий прибор, контролирующий расход газа и его входное давление;
  • устройство для подачи в колонку пробы;
  • колонка — емкость для дифференцирования исследуемого состава;
  • детекторы, фиксирующие концентрацию элементов на выходе и регистрирующие отличие их характеристик от газа-носителя;
  • электронного типа усилитель для повышения уровня электрического импульса.

В состав аппарата входят: расходомер, контролирующий затраты газа, регистратор, обеспечивающий изображение хроматограммы: ПК, редко — самописец.

В процессе эксплуатации электрооборудования проводят работы по обслуживанию, профилактике и уходу за электродвигателями. Эти работы, связанные с включением, пуском в ход, отключением, остановкой, наблюдением за работающими электродвигателями, а также систематические осмотры, профилактические чистки и ремонты направлены на содержание их в хорошем состоянии и постоянной готовности к действию.

Эксплуатация и обслуживание электродвигателей в судовых условиях

При подготовке электродвигателя к пуску осматривают электродвигатель и пусковое устройство. Пусковое устройство должно находиться в положении «Стоп». После пуска двигателя убеждаются в отсутствии ненормальных шумов, искрения под щетками, вибрации. В процессе работы электродвигателя периодически следят: за его нагревом, работой коллектора (контактных колец) и его чистотой; за отсутствием стука и нагрева подшипников; перегревом контактных соединений; вибрацией электродвигателя. 

Для покраски барж, речных, а также морских судов, яхт, кораблей используются специализированные лакокрасочные материалы. Они отличаются повышенным уровнем стойкости к влаге, минимизируют негативное воздействиеультрафиолетовых лучей, температурного воздействия, абразивов и т.п. 

Наибольшими защитными свойствами обладает ЛКП для морских судов, так как морская среда обладает самой большой разрушительной силой. Если не применять лакокрасочные антикоррозийные покрытия, то корпус корабля может разрушиться за 5-12 лет.

Принцип работы, устройство и виды трансформаторов

Человеку, мало знакомому с электрикой сложно представить себе, что такое трансформатор, где он задействован, назначение элементов его конструкции.

Базовые принципы действия трансформатора

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

  • Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)
  • Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

Форма напряжения во вторичной обмотке связана с формой напряжения в первичной обмотке довольно сложным образом. Благодаря этой сложности удалось создать целый ряд специальных трансформаторов, которые могут выполнять роль усилителей тока, умножителей частоты, генераторов сигналов и т.д.

Исключение — силовой трансформатор. В случае классического трансформатора переменного тока, предложенного П.Яблочковым, он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки.

В случае силового трансформатора, работающего в схеме Преобразователя Мотовилова, он преобразует постоянный силовой ток первичной обмотки в постоянный силовой ток вторичной обмотки при прямоугольном переменном напряжении на обеих обмотках. Последнее выпрямляется в постоянное напряжение так, что на входе и выходе схемы Мотовилова действуют постоянные токи при постоянном напряжении.

Общая информация об устройстве

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования тока переменной частоты с одним напряжением в переменный ток с иным напряжением, но с прежней частотой, основанный на явлении электромагнитной индукции.

Применяются приборы во всех сферах деятельности человека: электроэнергетике, радиотехнической, радиоэлектронной промышленности, бытовой сфере.

Обозначение на схемах

Все о трансформаторахТрансформатор на схеме обозначается следующим образом: по центру чертится толстая линия, которая отображает сердечник, слева от неё в вертикальной плоскости изображается катушка (витками к сердечнику) — первичная обмотка, а справа ещё одна или несколько катушек — вторичные обмотки.

В общем случае схематическое отображение линии, обозначающей сердечник, должно соответствовать толщине витков изображённых катушек. При необходимости подчёркивания материала или особенностей конструкции сердечника на схеме немного видоизменяют центральную линию. Так, классический ферритовый сердечник обозначают сплошной жирной линией, а сердечник, обладающий магнитным зазором, — тонкой линией с разрывом посередине. Магнитодиэлектрические сердечники отображаются тонкой пунктирной линией.

Особенности конструкции и внешнего вида

Сварочный однофазный трансформатор — профессиональное оборудование, в которое входит магнитный привод, начальная и вторичная обмотка, металлический корпус, рукоятка, система охлаждения, проводниковый зажим, крышка корпуса, ходовая гайка и вертикальный винт с ленточной резьбой.

Внешний вид аппарата

Заключение

Надеемся, что теперь вам полностью понятен принцип работы трансформаторов тока. Предлагаем скачать файл с книгой о трансформаторах тока Афанасьева А.А., в котором подробно рассмотрены все нюансы работы с трансформаторами тока. Если хотите регулярно узнавать новую информацию по этой теме, а также по теме металлоискателей и радиодеталей: подписывайтесь на нашу группу в социальной сети «Вконтакте».

Для этого вам необходимо будет перейти по следующей ссылке https://vk.com/electroinfonet. Там можно не только узнавать различного рода полезную информацию, но еще и задавать вопросы и получать на них подробные ответы. В завершение хочу поблагодарить источники, откуда мы черпали информацию:

kuhnileona.ru

vashtehnik.ru

Следующая

ТрансформаторыЧто такое импульсный трансформатор и как его рассчитать

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения?

Источником питания для трансформатора тока является непосредственно ток. Если он не будет проходить через обмотки, тот агрегат быстро выйдет из строя. Питание для трансформатора напряжения – источники напряжения и он также не будет функционировать при повышенных нагрузках тока.

Отличие между устройствами в разных электрических величинах и схемах включения.

Схема замещения

Буквально несколько слов о том, что такое схема замещения трансформатора. Начнем с того, что две катушки соединены между собой магнитным полем, поэтому проанализировать работы трансформатора, а тем более его характеристики, очень сложно. Поэтому для этих целей сам прибор заменяют моделью, которая и называется схема замещения трансформатора.

По сути, все переводится на математический уровень, а точнее, в уравнения (токов и электрического состояния). Здесь важно, чтобы все уравнения, касающиеся прибора и его модели, совпадали. Кстати, для многих схема замещения трансформатора достаточно сложна, поэтому существует упрощенный вариант, в котором нет тока холостого хода, ведь на него приходится незначительная часть.

Аннотация

Расчетно – графическая работа (РГР) посвящена синтезу непрерывных высококачественных систем автоматического регулирования судовыми техническими средствами на базе теорий инвариантности и оптимальности.

Целью расчетно – графической работы является закрепление теоретических знаний по применению методов теории автоматического управления для синтеза непрерывных систем автоматического регулирования (регуляторов).

В расчетно – графической работе сделан выбор схемы  операционного усилителя, составлены функциональная и структурная схемы системы автоматического регулирования, а также приведены дифференциальные уравнения и передаточные функции элементов САР. Произведён расчет основных параметров  элементов САР, определены условия инвариантности и оптимальности САР, а также построена принципиальная схема системы автоматического регулирования с учетом условий инвариантности и оптимальности.

Номинальная мощность, напряжение и ток

Номинальная – мощность, с которой трансформатор работает в определенном классе точности и в соответствии с ГОСТом. Выражается в вольтах, амперах. Незначительные отклонения мощности допускаются, но не выше нормированных величин.

Важно! Во избежание повышения погрешности вторичной нагрузки суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле не должно быть более номинальной мощности трансформатора. Узнать номинальную мощность можно в паспорте к агрегату либо на щитке.

Порог номинального напряжения у трансформатора – 10кВ.

Разница в зависимости от мощности электроприборов составляет для:

  • питания электроприемников – 3-6,3кВ;
  • крупногабаритных электродвигателей – до 1000В.

Мощность трехфазного трансформатора вычитается по формуле: – S=квадратный корень цифры 3 UIU—номинальное междуфазное напряжение, В; / — ток в фазе, А. Коэффициенты рабочих токов в обмотках при рабочем состоянии трансформатора не должны быть выше номинальных Хотя кратковременные перегрузки в масляных и сухих агрегатах до определенных пределов (2,5 -3%) приемлемы.

Список использованной литературы

  • Кацман М. М. «Электрические машины и трансформаторы.»  1971
  • Кислицын А.Л. «Трансформаторы» 2001
  • Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
  • Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019
  • Брандина Е.П. «Электрические машины» 2004

Инструкция по безопасной эксплуатации

Трансформатор для сварки прост в использовании. Работать с ним может каждый с минимальными знаниями о сварочном процессе. Главным условием того, чтобы использовать устройство, является полное соблюдение правил техники безопасности, обеспечение защиты зрения и рук маской и перчатками. Благодаря полному соблюдению установленных норм можно предотвратить появление профессионального заболевания, устранить несчастные случаи и защитить тело от внезапного сбоя электрического оборудования.

Инструкция по безопасной эксплуатации гласит, что человек перед работой с оборудованием должен качественно, надежно заземлить контакты, а потом подключать оборудование, используя электрический щиток с отдельным подключением к УЗО. При этом длина проводов не должна превышать больше 10 м.

Обратите внимание! При сварочных работах на улице необходимо ставить трансформатор под навесом, в крытом павильоне. Обязательно отключить оборудование, если идет сильный дождь и снегопад. Кроме того, кабели и провода должны быть с исправной изоляцией.

Сварочные работы следует проводить вдали от окружающих, на специальной просторной и хорошо проветриваемой площадке. В условиях сырости необходимо использовать резиновую одежду и коврик. При работе сидя и лежа требуется применять подстилку из войлока.

Где заказать и купить

Заказать и купить сварочный трансформатор можно на любой площадке, специализирующей на профессиональном строительном оборудовании. При покупке следует учитывать приведенные выше критерии. Обязательно читать отзывы от реальных пользователей, учитывать цену и сферу применения.

Сварочный трансформатор — надежный, неприхотливый в работе аппарат, способный сварить любой металл благодаря специальному току. Был создан в начале позапрошлого столетия для работы в тяжелой, легкой промышленности. Позднее получил распространение для работы в строительной сфере. Имеет долговечную конструкцию и работает по определенному принципу, которые понятен даже непрофессионалу.

Потери энергии в трансформаторе

Коэффициент полезного действия трансформаторов достаточно высок. Тем не менее, в обмотке и сердечнике происходят потери энергии, приводящие к тому, что температура при работе трансформатора повышается. Для трансформаторов небольшой мощности это не представляет проблемы, и все тепло уходит в окружающую среду – используется естественное воздушное охлаждение. Такие трансформаторы называют сухими.

В более мощных трансформаторах воздушного охлаждения оказывается недостаточно, и применяется охлаждение маслом. В этом случае трансформатор помещается в бак с минеральным маслом, через которое тепло передается стенкам бака и рассеивается в окружающую среду. В трансформаторах высоких мощностей дополнительно применяются выхлопные трубы – если масло закипает, образовавшимся газам нужен выход.

2-1024x767.jpg

Конечно, трансформаторы не так просты, как может показаться на первый взгляд – ведь мы рассмотрели принцип действия трансформатора кратко. Контрольная по электротехнике с задачами на расчет трансформатора внезапно может стать настоящей проблемой. Специальный студенческий сервис всегда готов оказать помощь в решении любых проблем с учебой! Обращайтесь в Zaochnik и учитесь легко!

{SOURCE}

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом